通过设计混合等离子光学调制器来提高调制性能,该调制器集成多层石墨烯和TiO2波导
Wisut Supasai1, Apirat Siritaratiwat2, Chavis Srichan3
1Center of Multidisciplinary Innovation Network Talent (MINT Center), Faculty of Interdisciplinary Studies, Department of Technology and Engineering, Khon Kaen University, Nong Khai Campus, Nong Khai 43000, Thailand.
Nanotechnology
|May 17, 2024
概括
这项研究引入了一种新的混合等离子光学调制器,在波导上使用石墨烯和TiO2. 该设计实现了高速调制,显著降低了能源消耗,为光通信系统设定了新的基准.
科学领域:
- 光子学 是一个光子学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电气工程 电气工程
背景情况:
- 光学调制器是高速通信系统中至关重要的组件.
- 石墨烯和混合等离子波导 (HPW) 为设备增强提供了独特的特性.
- 现有的设计在效率,能源消耗和带宽方面面临限制.
研究的目的:
- 设计和模拟一种新型混合型等离子光学调制器.
- 通过在波导上集成多层石墨烯和TiO2来提高调制性能.
- 为了实现紧和高效的调制器设计.
主要方法:
- 使用一个二维的有限差异固态解法器.
- 采用了一个三维的自模式扩展解决器.
- 包含用于设备模拟的CHARGE解决器.
主要成果:
- 实现了460.42 GHz的电带宽 (f3dB).
- 在1.55μm波长下,能耗降至12.17 fJ/bit.
- 展示了高的灭绝比率,最小化插入损失,极化不敏感性和增强的带宽.
结论:
- 优化的混合型等离子光学调制器设计为芯片规模的高效光学调制器设定了新的基准.
- 石墨烯和HPW之间的协同作用显著提高了光-石墨烯相互作用和调制效率.
- 这一创新为下一代具有卓越性能的光通信系统铺平了道路.


